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文档介绍
数学(理)卷·2017届天津市河西区高三(一模)总复习质量调查(一)(2017
2017年天津市河西区高考数学一模试卷(理科) 一、选择题 1.已知集合M={x|y=ln(1﹣x)},集合N={y|y=ex,x∈R(e为自然对数的底数)},则M∩N=( ) A.{x|x<1} B.{x|x>1} C.{x|0<x<1} D.∅ 2.若实数x,y满足条件则z=3x﹣4y的最大值是( ) A.﹣13 B.﹣3 C.﹣1 D.1 3.执行如图所示的程序框图,输出的k值为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 4.若q>0,命题甲:“a,b为实数,且|a﹣b|<2q”;命题乙:“a,b为实数,满足|a﹣2|<q,且|b﹣2|<q”,则甲是乙的( ) A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件 5.在△ABC中,三个内角A,B,C所对的边为a,b,c,若S△ABC=2,a+b=6, =2cosC,则 c=( ) A.2 B.4 C.2 D.3 6.已知双曲线的中心在原点,焦点在x轴上,若其渐近线与圆x2+y2﹣4y+3=0相切,则此双曲线的离心率等于( ) A. B.﹣2 C. D.﹣ 7.如图在平行四边形ABCD中,已知AB=8,AD=5, =3, •=2,则•的值是( ) A.18 B.20 C.22 D.24 8.已知函数f(x)=,若g(x)=ax﹣|f(x)|的图象与x轴有3个不同的交点,则实数a的取值范围是( ) A.[,) B.(0,) C.(0,) D.[,) 二、填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分) 9.设i是虚数单位,若复数z满足z(1+i)=1﹣i,则|z|= . 10.某几何体的三视图如图所示,图中的四边形都是边长为2的正方形,两条虚线互相垂直,则该几何体的体积是 . 11.若(x+)n的二项展开式中前三项的系数成等差数列,则常数n的值为 . 12.已知x>0,y>0,且,若x+2y>m2+2m恒成立,则实数m的取值范围是 . 13.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间(0,+∞)上单调递减,若实数a满足f(log2)<f(﹣),则a的取值范围是 . 14.(坐标系与参数方程选做题) 在极坐标系中,已知点A(1,),点P是曲线ρsin2θ=4cosθ上任意一点,设点P到直线ρcosθ+1=0的距离为d,则丨PA丨+d的最小值为 . 三、解答题(本大题共6小题,共80分) 15.已知函数f(x)=2sin(x+)cos(x+)+sin2x﹣1. (Ⅰ)求函数f(x)的单调递增区间; (Ⅱ)若将f(x)的图象向左平移个单位,得到函数g(x)的图象,求函数g(x)在区间[0,]上的最大值和最小值,并求出取得最值时的x值. 16.甲乙两个口袋分别装有四张扑克牌,甲口袋内的四张牌分别为红桃A,方片A,黑桃Q与梅花K,乙口袋内的四张牌分别为黑桃A,方片Q,梅花Q与黑桃K,从两个口袋分别任取两张牌. (Ⅰ)求恰好抽到两张A的概率. (Ⅱ)记四张牌中含有黑桃的张数为x,求x的分布列与期望. 17.如图,已知四边形ABCD是矩形,AB=2BC=2,三角形PCD是正三角形,且平面ABCD⊥平面PCD. (Ⅰ)若O是CD的中点,证明:BO⊥PA; (Ⅱ)求二面角B﹣PA﹣D的正弦值. (Ⅲ)在线段CP上是否存在点Q,使得直线AQ与平面ABP所成角的正弦值为,若存在,确定点Q的位置,若不存在,请说明理由. 18.已知数列{an}的前n项和为Sn(n∈N),且满足an+Sn=2n+1. (1)求数列{an}的通项公式; (2)求证:. 19.已知椭圆C: +=1(a>b>0)经过点(1,),一个焦点为(,0). (Ⅰ)求椭圆C的方程; (Ⅱ)若直线y=k(x﹣1)(k≠0)与x轴交于点P,与椭圆C交于A,B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点Q,求的取值范围. 20.已知函数f(x)=lnx﹣x2+x. (I)求函数f(x)的单调递减区间; (Ⅱ)若关于x的不等式f(x)≤(﹣1)x2+ax﹣1恒成立,求整数a的最小值; (Ⅲ)若正实数x1,x2满足f(x1)+f(x2)+2(x+x)+x1x2=0,证明x1+x2≥. 2017年天津市河西区高考数学一模试卷(理科) 参考答案与试题解析 一、选择题 1.已知集合M={x|y=ln(1﹣x)},集合N={y|y=ex,x∈R(e为自然对数的底数)},则M∩N=( ) A.{x|x<1} B.{x|x>1} C.{x|0<x<1} D.∅ 【考点】对数函数的定义域;交集及其运算. 【分析】分别求出M、N的范围,在求交集. 【解答】解:∵集合M={x|y=ln(1﹣x)}={x|1﹣x>0}={x|x<1}, N={y|y=ex,x∈R(e为自然对数的底数)}={y|y>0}, ∴M∩N={x|0<x<1}, 故选C. 2.若实数x,y满足条件则z=3x﹣4y的最大值是( ) A.﹣13 B.﹣3 C.﹣1 D.1 【考点】简单线性规划. 【分析】作出题中不等式组表示的平面区域,得到如图的△ABC及其内部,再将目标函数z=3x﹣4y对应的直线进行平移,观察直线在y轴上的截距变化,可得当x=y=1时,z达到最大值﹣1. 【解答】解:作出不等式组表示的平面区域, 得到如图的△ABC及其内部, 其中A(﹣1,3),C(1,1),B(3,3). 设z=F(x,y)=3x﹣4y,将直线l:z=3x﹣4y进行平移, 观察直线在y轴上的截距变化,可得当l经点C时,目标函数z达到最大值, ∴z最大值=F(1,1)=﹣1, 故选:C 3.执行如图所示的程序框图,输出的k值为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 【考点】程序框图. 【分析】模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的a,k的值,当a=时满足条件a<,退出循环,输出k的值为4. 【解答】解:模拟执行程序框图,可得 k=0,a=3,q= a=,k=1 不满足条件a<,a=,k=2 不满足条件a<,a=,k=3 不满足条件a<,a=,k=4 满足条件a<,退出循环,输出k的值为4. 故选:B. 4.若q>0,命题甲:“a,b为实数,且|a﹣b|<2q”;命题乙:“a,b为实数,满足|a﹣2|<q,且|b﹣2|<q”,则甲是乙的( ) A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件 【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断. 【分析】根据充分必要条件的定义以及不等式的性质判断即可. 【解答】解:若a,b为实数,且|a﹣b|<2q, 则﹣2q<a﹣b<2q, 故命题甲:﹣2q<a﹣b<2q; 若a,b为实数,满足|a﹣2|<q,且|b﹣2|<q, 则2﹣q<a<2+q①,2﹣q<b<2+q②, 由②得:﹣2﹣q<﹣b<﹣2+q③, ①+③得:﹣2q<a﹣b<2q, 故命题乙:﹣2q<a﹣b<2q, 故甲是乙的充分必要条件, 故选:C. 5.在△ABC中,三个内角A,B,C所对的边为a,b,c,若S△ABC=2,a+b=6, =2cosC,则 c=( ) A.2 B.4 C.2 D.3 【考点】正弦定理;余弦定理. 【分析】运用正弦定理和两角和的正弦公式和诱导公式,化简可得角C,再由面积公式和余弦定理,计算即可得到c的值. 【解答】解: = ==1, 即有2cosC=1, 可得C=60°, 若S△ABC=2,则absinC=2, 即为ab=8, 又a+b=6, 由c2=a2+b2﹣2abcosC=(a+b)2﹣2ab﹣ab =(a+b)2﹣3ab=62﹣3×8=12, 解得c=2. 故选C. 6.已知双曲线的中心在原点,焦点在x轴上,若其渐近线与圆x2+y2﹣4y+3=0相切,则此双曲线的离心率等于( ) A. B.﹣2 C. D.﹣ 【考点】双曲线的简单性质. 【分析】利用双曲线(a>0,b>0)的一条渐近线y=x与圆x2+y2﹣4y+3=0相切⇔圆心(0,2)到渐近线的距离等于半径r,利用点到直线的距离公式和离心率的计算公式即可得出. 【解答】解:取双曲线(a>0,b>0)的一条渐近线y=x,即bx﹣ay=0. 由圆x2+y2﹣4y+3=0化为x2+(y﹣2)2=1.圆心(0,2),半径r=1. ∵渐近线与圆x2+y2﹣4y+3=0相切,∴=1化为3a2=b2. ∴该双曲线的离心率e===2. 故选:D. 7.如图在平行四边形ABCD中,已知AB=8,AD=5, =3, •=2,则•的值是( ) A.18 B.20 C.22 D.24 【考点】平面向量数量积的运算. 【分析】由=3,可得=+, =﹣,进而由AB=8,AD=5, =3, •=2,构造方程,进而可得答案. 【解答】解:∵=3, ∴=+, =﹣, 又∵AB=8,AD=5, ∴•=(+)•(﹣)=||2﹣•﹣||2=25﹣•﹣12=2, 故•=22, 故答案为:22. 8.已知函数f(x)=,若g(x)=ax﹣|f(x)|的图象与x轴有3个不同的交点,则实数a的取值范围是( ) A.[,) B.(0,) C.(0,) D.[,) 【考点】函数的图象;分段函数的应用. 【分析】将函数g(x)的零点问题转化为y=|f(x)|与y=ax的图象的交点问题,借助于函数图象来处理. 【解答】解:由于函数g(x)=ax﹣|f(x)|有3个零点,则方程|f(x)|﹣ax=0有三个根, 故函数y=|f(x)|与y=ax的图象有三个交点. 由于函数f(x)=,则其图象如图所示, 从图象可知,当直线y=ax位于图中两虚线之间时两函数有三个交点, 因为点A能取到,则4个选项中区间的右端点能取到,排除BC, ∴只能从AD中选,故只要看看选项AD区间的右端点是选还是选, 设图中切点B的坐标为(t,s),则斜率k=a=(lnx)′|x=t=, 又(t,s)满足:,解得t=e, ∴斜率k=a==, 故选:A. 二、填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分) 9.设i是虚数单位,若复数z满足z(1+i)=1﹣i,则|z|= 1 . 【考点】复数求模. 【分析】利用复数的运算法则、模的计算公式即可得出. 【解答】解:z(1+i)=(1﹣i), ∴z(1+i)(1﹣i)=(1﹣i)(1﹣i), ∴2z=﹣2i,z=﹣i. 则复数z的模|z|=1. 故答案为:1. 10.某几何体的三视图如图所示,图中的四边形都是边长为2的正方形,两条虚线互相垂直,则该几何体的体积是 . 【考点】由三视图求面积、体积. 【分析】由三视图知原几何体是一个棱长为2的正方体挖去一四棱锥得到的,根据所提供的数据可求出正方体、锥体的体积. 【解答】解:由三视图知原几何体是一个棱长为2的正方体挖去一四棱锥得到的, 该四棱锥的底为正方体的上底,高为1, 如图所示: ∴该几何体的体积为23﹣×22×1=8﹣=. 故答案为:. 11.若(x+)n的二项展开式中前三项的系数成等差数列,则常数n的值为 8 . 【考点】二项式系数的性质. 【分析】根据(x+)n的二项展开式的通项公式,写出它的前三项系数,利用等差数列求出n的值. 【解答】解:∵(x+)n的二项展开式的通项公式为 Tr+1=•xn﹣r•=••xn﹣2r, 前三项的系数为1,,, ∴n=1+, 解得n=8或n=1(不合题意,舍去), ∴常数n的值为8. 故答案为:8. 12.已知x>0,y>0,且,若x+2y>m2+2m恒成立,则实数m的取值范围是 ﹣4<m<2 . 【考点】函数恒成立问题. 【分析】先把x+2y转化为(x+2y)展开后利用基本不等式求得其最小值,然后根据x+2y>m2+2m求得m2+2m<8,进而求得m的范围. 【解答】解:∵,∴x+2y=(x+2y)=4++≥4+2=8 ∵x+2y>m2+2m恒成立, ∴m2+2m<8,求得﹣4<m<2 故答案为:﹣4<m<2. 13.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间(0,+∞)上单调递减,若实数a满足f(log2)<f(﹣),则a的取值范围是 (0,)∪(,+∞) . 【考点】奇偶性与单调性的综合. 【分析】根据函数奇偶性和单调性之间的关系进行转化即可. 【解答】解:∵偶函数f(x)是[0,+∞)上单调递减,满足不等式f(log2)<f(﹣), ∴不等式等价为f(|log2|)<f(), 即|log2|>, 即log2>或log2<﹣, 即0<a<或a>, 故答案为:(0,)∪(,+∞). 14.(坐标系与参数方程选做题) 在极坐标系中,已知点A(1,),点P是曲线ρsin2θ=4cosθ上任意一点,设点P到直线ρcosθ+1=0的距离为d,则丨PA丨+d的最小值为 . 【考点】点的极坐标和直角坐标的互化;直线与圆的位置关系. 【分析】 先利用直角坐标与极坐标间的关系,将点A的极坐标、直线及曲线的极坐标方程化成直角坐标或方程,再利用直角坐标方程的形式,由抛物线的定义可得丨PA丨+d=|PF|+|PA|≥|AF|,当A,P,F三点共线时,其和最小,再求出|AF|的值即可. 【解答】解:点A(1,)的直角坐标为A(0,1), 曲线曲线ρsin2θ=4cosθ的普通方程为y2=4x,是抛物线. 直线ρcosθ+1=0的直角坐标方程为x+1=0,是准线. 由抛物线定义,点P到抛物线准线的距离等于它到焦点A(0,1)的距离, 所以当A,P,F三点共线时,其和最小, 最小为|AF|=, 故答案为:. 三、解答题(本大题共6小题,共80分) 15.已知函数f(x)=2sin(x+)cos(x+)+sin2x﹣1. (Ⅰ)求函数f(x)的单调递增区间; (Ⅱ)若将f(x)的图象向左平移个单位,得到函数g(x)的图象,求函数g(x)在区间[0,]上的最大值和最小值,并求出取得最值时的x值. 【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换;三角函数中的恒等变换应用. 【分析】(Ⅰ)利用三角恒等变换化简函数的解析式,再利用正弦函数的单调性,求得函数f(x)的单调递增区间; 利用y=Asin(ωx+φ)的图象变换可得g(x)的解析式,再利用余弦函数的定义域和值域,求得函数g(x)在区间[0,]上的最大值和最小值,并求出取得最值时的x值. 【解答】解:(Ⅰ)函数f(x)=2sin(x+)cos(x+)+sin2x﹣1=sin(2x+)+sin2x﹣1=cos2x+sin2x﹣1=2sin(2x+)﹣1, 令2kπ﹣≤2x+≤2kπ+,求得kπ﹣≤x≤kπ+,可得函数的增区间为[kπ﹣,kπ+],k∈Z. (Ⅱ)若将f(x)的图象向左平移个单位,得到函数g(x)=2sin(2x++)﹣1=2cos(2x+)﹣1的图象, 在区间[0,]上,2x+∈[,],故当2x+=π时,即x=时,函数取得最小值为﹣2﹣1=﹣3; 当 2x+=时,即x=0时,函数取得最大值为﹣1. 16.甲乙两个口袋分别装有四张扑克牌,甲口袋内的四张牌分别为红桃A,方片A,黑桃Q与梅花K,乙口袋内的四张牌分别为黑桃A,方片Q,梅花Q与黑桃K,从两个口袋分别任取两张牌. (Ⅰ)求恰好抽到两张A的概率. (Ⅱ)记四张牌中含有黑桃的张数为x,求x的分布列与期望. 【考点】离散型随机变量的期望与方差;离散型随机变量及其分布列. 【分析】(Ⅰ)基本事件总数n==36,恰好抽到两张A包含的基本事件个数m==15,由此能求出恰好抽到两张A的概率. (Ⅱ)由题意X的可能取值为0,1,2,3,分别求出相应的概率,由此能求出X的分布列和E(X). 【解答】解:(Ⅰ)甲乙两个口袋分别装有四张扑克牌, 甲口袋内的四张牌分别为红桃A,方片A,黑桃Q与梅花K, 乙口袋内的四张牌分别为黑桃A,方片Q,梅花Q与黑桃K, 从两个口袋分别任取两张牌. 基本事件总数n==36, 恰好抽到两张A包含的基本事件个数m==15, ∴恰好抽到两张A的概率p==. (Ⅱ)由题意X的可能取值为0,1,2,3, P(X=0)===, P(X=1)===, P(X=2)===, P(X=3)===, ∴X的分布列为: X 0 1 2 3 P E(X)==. 17.如图,已知四边形ABCD是矩形,AB=2BC=2,三角形PCD是正三角形,且平面ABCD⊥平面PCD. (Ⅰ)若O是CD的中点,证明:BO⊥PA; (Ⅱ)求二面角B﹣PA﹣D的正弦值. (Ⅲ)在线段CP上是否存在点Q,使得直线AQ与平面ABP所成角的正弦值为,若存在,确定点Q的位置,若不存在,请说明理由. 【考点】直线与平面所成的角;空间中直线与直线之间的位置关系;二面角的平面角及求法. 【分析】(Ⅰ)通过建立空间直角坐标系,利用异面直线的方向向量的夹角即可证明; (Ⅱ)利用两个平面的法向量的夹角即可得出二面角的大小; (Ⅲ)设出Q的坐标,利用向量方法,即可求解. 【解答】(Ⅰ)证明:∵平面 ABCD⊥平面 PCD,平面 ABCD∩平面 PCD=CD,四边形 ABCD 是矩形. ∴AD⊥平面PCD,BC⊥平面PCD, 若O是CD 的中点,OP⊥CD.OP=. 建立如图所示的空间直角坐标系,AB=2BC=2. 则O(0,0,0),B(1,0,1),A(﹣1,0,1), P(0,,0). ∴=(1,0,1),=(﹣1,﹣,1). ∴•═0, ∴⊥,∴BO⊥PA. (Ⅱ)解:由(Ⅰ)可知: =(2,0,0). 设平面BPA的法向量为=(x,y,z), 由,取y=1, 平面BPA的一个法向量为=(0,1,). 取=(0,0,1),设平面PAD的法向量为=(a,b,c), 则,取b=1,则=(﹣,1,0). ∴cos<,>==, 由图可以看出:二面角B﹣PA﹣D 是一个钝角,故其余弦值为﹣,正弦值为. (Ⅲ)解:假设存在Q,直线AQ与平面ABP所成角的正弦值为, 直线AQ与平面ABP的法向量所成角的余弦值为. 设Q(m,(1﹣m),0),则=(m+1,(1﹣m),﹣1), ∴=,∴12m2﹣4m+5=0,方程无解, ∴在线段CP上不存在点Q,使得直线AQ与平面ABP所成角的正弦值为. 18.已知数列{an}的前n项和为Sn(n∈N),且满足an+Sn=2n+1. (1)求数列{an}的通项公式; (2)求证:. 【考点】数列与不等式的综合;数列递推式. 【分析】(1)再写一式,两式相减得2an﹣an﹣1=2,整理 ,即,数列{an﹣2}是首项为,公比为的等比数列,即可求数列{an}的通项公式; (2)利用裂项法,即可证明结论. 【解答】(1)解:∵an+Sn=2n+1,令n=1,得2a1=3,. ∵an+Sn=2n+1,∴an﹣1+Sn﹣1=2(n﹣1)+1,(n≥2,n∈N) 两式相减,得2an﹣an﹣1=2,整理,(n≥2) ∴数列{an﹣2}是首项为,公比为的等比数列 ∴. (2)证明:∵ ∴==. 19.已知椭圆C: +=1(a>b>0)经过点(1,),一个焦点为(,0). (Ⅰ)求椭圆C的方程; (Ⅱ)若直线y=k(x﹣1)(k≠ 0)与x轴交于点P,与椭圆C交于A,B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点Q,求的取值范围. 【考点】直线与圆锥曲线的综合问题. 【分析】(Ⅰ)由椭圆过点(1,),结合给出的焦点坐标积隐含条件a2﹣b2=c2求解a,b的值,则椭圆方程可求; (Ⅱ)联立直线和椭圆方程,利用根与系数关系求出A,B横纵坐标的和与积,进一步求得AB的垂直平分线方程,求得Q的坐标,由两点间的距离公式求得|PQ|,由弦长公式求得|AB|,作比后求得的取值范围. 【解答】解:(Ⅰ)由题意得,解得a=2,b=1. ∴椭圆C的方程是; (Ⅱ)联立,得(1+4k2)x2﹣8k2x+4k2﹣4=0. 设A(x1,y1),B(x2,y2), 则有,, . ∴线段AB的中点坐标为, ∴线段AB的垂直平分线方程为. 取y=0,得, 于是,线段AB的垂直平分线与x轴的交点Q, 又点P(1,0), ∴. 又=. 于是,. ∵k≠0, ∴. ∴的取值范围为. 20.已知函数f(x)=lnx﹣x2+x. (I)求函数f(x)的单调递减区间; (Ⅱ)若关于x的不等式f(x)≤(﹣1)x2+ax﹣1恒成立,求整数a的最小值; (Ⅲ)若正实数x1,x2满足f(x1)+f(x2)+2(x+x)+x1x2=0,证明x1+x2≥. 【考点】利用导数研究函数的单调性;导数在最大值、最小值问题中的应用. 【分析】(Ⅰ)求f′(x),而使f′(x)≤ 0的x所在区间便为f(x)的单调递减区间; (Ⅱ)构造函数,求g′(x)=,容易判断当a≤0时不合题意;而a>0时,能够求出f(x)的最大值为,可设h(a)=,该函数在(0,+∞)上为减函数,并且h(1)>0,h(2)<0,从而得到整数a最小为2; (Ⅲ)由f(x1)+f(x2)+2(x+x)+x1x2=0便得到,这样令t=x1x2,t>0,容易求得函数t﹣lnt的最小值为1,从而得到,解这个关于x1+x2的一元二次不等式即可得出要证的结论. 【解答】解:(Ⅰ)(x>0); ∴x≥1时,f′(x)≤0; ∴f(x)的单调减区间为[1,+∞); (Ⅱ)令; 所以=; (1)当a≤0时,因为x>0,所以g′(x)>0; ∴此时g(x)在(0,+∞)上是递增函数; 又g(1)=; ∴g(x)≤0不能恒成立,即关于x的不等式f(x)≤不能恒成立; ∴这种情况不存在; (2)当a>0时,; ∴当x时,g′(x)>0;当时,g′(x)<0; ∴函数g(x)的最大值为=; 令; ∵h(1)=,h(2)=,又h(a)在a∈(0,+∞)上是减函数; ∴当a≥2时,h(a)<0; 所以整数a的最小值为2; (Ⅲ)证明:由f(x1)+f(x2); 即; 从而; 令t=x1x2,则由h(t)=t﹣lnt得,h′(t)=; 可知,h(t)在区间(0,1)上单调递减,在区间(1,+∞)上单调递增; ∴h(t)≥h(1)=1; ∴,又x1+x2>0; 因此成立. 查看更多